两段式气化炉二段充分反应的条件及气化炉冷煤气效率变化的分析

2018年1月IGCC电厂两段式气化炉一段煤烧嘴罩发生泄漏事故,通过分析对比泄漏前后的主要参数、飞灰残炭含量及冷煤气效率可知,一段反应区注入蒸汽量的增加有助于二段煤粉的充分反应,但会造成冷煤气效率的降低。当一段反应区蒸汽注入量为15 000 kg/h～20 000 kg/h时,二段煤粉反应较充分,而冷煤气效率会下降7%～8%。实际生产运行中,在保证气化炉不积灰的前提下,应尽量减少二段煤粉的投入,以提高冷煤气效率。

两段式气化炉的结构特性分析

简述了天津IGCC发电技术和两段式气化炉的工艺流程．着重分析气化炉反应段、返向室、导管段及合成气冷却器的结构．总结归纳出气化炉技术特点和操作维护注意事项，以期为两段式干煤粉气化炉更好的示范运行提供参考。

基于实际数据的IGCC系统两段式气化炉性能分析

根据实际数据,对华能IGCC电厂两段式干粉气化炉的相关气化指标进行计算,并用计算结果对二段的优势进行了分析。结果表明:气化炉负荷是冷煤气效率的最大影响因素,IGCC电厂气化炉实际运行效率最高能达到81.4%。二段的投用虽然降低冷煤气效率,但提高了气化炉运行负荷的上限,仍然使得机组能够达到更高的冷煤气效率,同时稳定了炉内温度场,有利于气化炉排渣,整体上利大于弊。

两段式秸秆气化炉中当量比对气化特性的影响

中国拥有大量的农林废弃物生物资源，因此开发以村为单位的生物质能量转化系统前景广阔。该文介绍上海交通大学研制的两段式秸秆气化炉的创新结构，并通过该两段式气化炉研究了当量比龟。对气化炉主要性能参数的影响。结果表明：在实验工况下，最佳当量比为0．3-0．35，此时秸秆气化气平均热值可达6009．7kJ/m3，产气率为1．84m3/kg，碳转化率为91．3％，气化效率为84．6％。当0．25〈εER〈O．3时，焦油含量随晚R的增大而减少，但εER〉0.3时，焦油含量又呈上升趋势。

载气对两段式干煤粉加压气化炉气化特性的影响

相比于N_2,CO_2作为气化炉煤粉载气会降低合成气中N_2的含量而有利于后续CO_2捕集,但O_2在CO_2中较小的扩散系数会影响焦炭的反应特性,进而影响气化炉运行结果。为此,考虑到气化炉中较高的CO含量及其对煤气化反应的抑制作用,将Langmuir-Hinshelwood动力学模型与缩核模型相结合,提出一个改进的焦炭反应模型,并对两段式干煤粉气化炉内的流场、温度场和组分浓度场进行了模拟分析,结果与实炉实测数据一致。在此基础上,模拟分析了气化炉在不同煤粉载气(N_2、CO_2)、两种二段给煤量下的气化特性。结果表明,煤粉载气由N_2改为CO_2后,由于O_2在CO_2中较低的扩散速率,一段气化室喷嘴区域气体温度和碳转化率降低,该区域CO_2增多对焦炭-CO_2反应的促进作用对提高碳转化率的影响较小;在一段气化室喷嘴区域之上,O_2浓度较低导致O_2扩散性影响减弱,同时CO_2增多促进焦炭-CO_2反应进而提高碳转化率。研究结果还证实,煤粉载气由N_2改为CO_2会促进CO的生成,抑制H_2的生成。

两段式液态排渣气化炉的研制

首先在分析两段式气化炉和液态排渣气化炉优缺点的基础上提出了两段式液态排渣气化炉的设计理念,并给出了该气化炉的炉体结构图;其次,根据结构设计图和相关标准对气化炉的内外筒体不同材质的筒壁厚度进行了计算、分析和对比,选定了筒体的制造材料,同时,根据该气化炉下部燃烧室区域的内壁外表面堆焊层材料的特性要求,分析对比了3种不同堆焊材料的性质,确定了堆焊层的材料;最后,按照相应的制造工艺对该气化炉的炉体进行了制造,并进行了成品检验,其检验结果表明该气化炉研发与制造是成功的。

两段式水煤浆气化炉气化参数对IGCC系统性能的影响

采用Thermo Flex软件建立了基于两段式水煤浆气化技术的200MW级IGCC系统模型,研究了气化温度、水煤浆浓度、气化压力、氧气纯度等气化参数对系统性能的影响.结果表明:提高反应温度和气化压力,系统的供电效率和发电效率降低;氧气纯度增加,供电效率上升;在相同气化温度(或气化压力、氧气纯度)的情况下,提高二段给煤比γsc,系统性能可以得到有效改善;当水煤浆浓度变化时,氧煤质量比随γsc改变进行调整才能达到设计值碳转化率的要求.

减温水在两段式干煤粉加压气化炉中的应用

针对两段式干煤粉加压气化技术,采用水/汽组合式减温水对高温合成气进行喷水冷却固灰技术,相比常规干煤粉加压气化技术相比具有设备体积小、氧耗低、冷煤气效率高、不需要激冷气循环等特点,节省了设备初投资和运行费用。但在实际应用中减温水的控制至关重要,控制不好能造成气化炉渣口堵塞,后续合成气带灰等。二段喷水减温装置是气化炉核心技术之一,本文对减温水喷嘴的设计要求、和实际应用做出阐述。

两段式干煤粉加压气流床气化试验研究

介绍了西安热工研究院有限公司36 t/d加压气流床气化中试装置主要设备、工艺流程及工艺条件,给出了3个煤种在3.0 MPa条件下,一段投煤与两段投煤气化试验结果的主要数据。试验结果表明,两段式气化过程优于一段式气化过程。

两段式干煤粉加压气化炉气返室结构有限元分析及改善焊缝残余应力的工艺措施

主要利用有限单元法对两段式干煤粉气化炉气返室筒体大开孔进行应力分析,并通过JB4732进行了应力评定,同时提出控制焊接预热和道间温度、焊接坡口的设计和控制焊后热处理等工艺措施来减少斜接管和环缝的焊缝残余应力所造成的不利影响。

氧气纯度对两段式煤粉气化炉气化特性的影响

降低氧气纯度可以显著地降低空分能耗,对于提高IGCC电厂整体效率有着积极的意义。不过氧气纯度过低(低于95%),偏离设计工况参数,会对IGCC两段式干煤粉气化炉内温度、合成气组分以及气化效率造成一定的影响。为了探究氧气纯度对于IGCC两段式干煤粉气化炉内气化特性的影响,采用流程仿真软件Aspen Plus和数值模拟软件Fluent分别对其进行了模拟研究,以对比100%纯度氧气和90%纯度氧气运行情况.下,气化炉内的气化特性以及出口的合成气温度、组分的差异。结果表明:氧气纯度影响气化炉内温度分布,影响气化反应。氧气纯度下降10%,出口烟气温度降低100K,合成气中CO组分降低3%,但有效合成气组分仅下降1%。

新型秸秆气化炉及净化工艺

固定床秸秆气化炉是国内目前推广的主要炉型,但这种炉型存在燃气热值低、焦油含量高、输气管路易堵塞等缺点。两段式气化炉设置干馏气和气化气2个出气口,虽然其结构和燃气净化工艺相对复杂,但其燃气热值得到较大提高,热效率较固定床下吸式气化炉高3%～5%。

E-Gas气化工艺高效节能技术浅析

煤气化技术是煤炭转化利用的主要途径之一,我国大型煤化工项目多采用气流床加压气化技术,其中,E-Gas水煤浆气化工艺中的高效节能技术值得研究和借鉴。结合中海油惠州石化有限公司煤制氢装置E-Gas气化系统生产过程中相关工艺参数的变化,围绕其气化系统热能利用效率、氧气消耗、煤浆浓度、碳回收率等几个方面,对E-Gas气化工艺中有利于能效提高的技术特点进行分析与总结,并对能效提高的程度进行初步估算。

G—I两段炉—中小城市煤气化的发展方向

本文通过分析、对比方法，讨论了Ｇ１试水煤气型两段炉的特点及生产原理，说明Ｇ１式两段炉在中小城市具有广泛的发展前途。

IGCC气化装置防止堵渣的探讨

以IGCC项目两段式干煤粉气化炉为对象,以理论研究为基础,结合生产实践,分析了影响堵渣的主要因素;选取两种试验用煤作为入炉煤进行燃烧试验,得到不同阶段、不同条件下的运行试验数据,同时,结合运行过程中发生的堵渣事故实例,总结出静态堵渣、动态堵渣及AGC运行工况堵渣三种事故类型;根据堵渣部位,提出"气顶破渣"和"水顶破渣"两种处理措施。

IGCC电厂气化装置满负荷试验进展

华能(天津)IGCC(整体煤气化联合循环)示范电厂是中国第一座IGCC电厂,其核心装置为中国自主研发设计的两段式干煤粉气化炉。天津IGCC电厂在解决运行不稳、烧嘴罩泄漏、设备故障等难题和完成机组大负荷试验的基础上,为了对机组进行深度调试,开展了气化装置满负荷试验。通过对比分析,IGCC电厂气化装置满负荷试验验证了系统的稳定性,同时也发现了系统潜在的部分问题,这为以后机组的放大改进积累了宝贵的数据和经验。

基于炉排炉的气化燃烧技术实验研究

为了更深入地研究生活垃圾气化工艺技术,本文基于我司逆推式生活垃圾机械炉排炉,发展了新型的垃圾气化燃烧技术,设计了新型的两段式垃圾气化炉,对生活垃圾气化燃烧过程进行了试验研究。研究结果表明:低位热值相对较高的生活垃圾可以实现长时间持续稳定的气化燃烧;可燃性合成气体的比例一直处于波动状态;实现了SO_2和NO_X的达标排放,并实现了CO的零排放,充分验证气化燃烧工艺的低排放的环保优势;一定的上料速度下,气化炉炉膛出口烟气温度越高,合成气燃烧热越低,实验时需要控制炉膛出口烟气温度这一重要指标。作为新一代垃圾处理技术,气化燃烧技术在环保方面更具优势,但为了维持整个系统的平衡及安全稳定运行,需要较高的垃圾热值。

两段式生物质气流床气化制费托燃料的技术经济性分析

该文建立了两段式生物质气流床气化炉系统的计算模型,分析了气化温度、压力和气化剂对于气化炉特性的影响规律,介绍了生物质气化及费托合成系统的各个组成部分,并对系统进行了经济性分析。结果表明:两段式生物质气流床气化炉的气化特性优于固定床和流化床气化炉;气化温度是影响生物质气化炉气化特性的主要影响因素,当气化温度从900℃升高到1 600℃时,冷气化效率降低了19%;气化压力和气化剂的影响则相对较小;较为理想的气化条件为1 300℃、6.5 MPa、O2气化;两段式生物质气流床气化系统比流化床气化系统的生产成本更低。

液压传动技术在安亭煤气厂两段炉上的应用

采用国外引进技术、由国内制造的两段炉及控制系统,1994年底在上海安亭煤气厂建成投产,在生产过程中广泛使用液压传动技术,从而实现了生产的高度自动化,提高了生产安全可靠性。本文着重谈及液压传动技术在该厂两段式气化炉上的应用。

水煤气两段炉开车实践

介绍了以大同煤为原料的水煤气型两段炉的开车实践 ,对开车过程中炉料准备、点火、各主要工艺设备的烘干等操作进行了较为详细的描述 。